键和花键的精度设计.ppt

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1、第八章 键、花键结合的精度设计与检测Precise Design&verification for Precise Design&verification for key and splinekey and spline10/28/20221 Content 键和花键的基本概念键和花键的基本概念 Basic Conception of Basic Conception of Key and SplineKey and Spline 平键结合的精度设计与检测平键结合的精度设计与检测 Precise Design&Verification of Key Connection Precise Des

2、ign&Verification of Key Connection 矩形花键结合的精度设计与检测矩形花键结合的精度设计与检测 Precise Design&Verification of Spline ConnectionPrecise Design&Verification of Spline Connection10/28/20222键与花键的基本概念键与花键的基本概念键与花键的基本概念键与花键的基本概念(Basic Conception of Basic Conception of Key and Key and SplineSpline)一、键和花键的作用一、键和花键的作用(func

3、tion of key and spline)常用于轴和带毂零件（如齿轮、涡轮等）之间的可常用于轴和带毂零件（如齿轮、涡轮等）之间的可拆卸联结拆卸联结实现周向固定实现周向固定传递扭矩和运动传递扭矩和运动当配合之间要求作轴向移动时，还可以起当配合之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用导向作用10/28/20223二、键的分类二、键的分类(classification of key)以平键联结应用最广泛以平键联结应用最广泛10/28/2022410/28/20225三、花键的分类三、花键的分类 (classification of spline)花键按键齿可分为：花键按键齿可分为：矩形花键联结应用

4、最广泛矩形花键联结应用最广泛花键的优点：花键的优点：定心精度高；导向性好；承载能力强定心精度高；导向性好；承载能力强10/28/202268.2 8.2 平键结合的精度设计平键结合的精度设计平键结合的精度设计平键结合的精度设计(p precise design of flat keyrecise design of flat key)AALbhd-t1D+t2t1t2AA一、一、平键结合的结构和几何参数平键结合的结构和几何参数(structure&geometrical parameters for flat key connection)10/28/20227二、平键联结的配合制二、平键联结

5、的配合制(fit system for flat key connection)平键为标准件，键结合的平键为标准件，键结合的主要参数是键宽主要参数是键宽b b键与轴槽、键与轮毂槽的键与轴槽、键与轮毂槽的配合均采用配合均采用基轴制基轴制国家标准对键宽只规定了国家标准对键宽只规定了一种公差带一种公差带h8h810/28/20228平键与键槽形成三种配合，见下表平键与键槽形成三种配合，见下表配合配合种类种类尺寸尺寸b b的公差的公差配合性质及应用配合性质及应用键键键槽键槽轮毂槽轮毂槽松联接松联接h8h8H9H9D10D10键在轴槽中及轮毂槽中均能滑动。主要键在轴槽中及轮毂槽中均能滑动。主要用于导向平

6、键，轮毂可在轴上作轴向移用于导向平键，轮毂可在轴上作轴向移动动正常正常联接联接N9N9Js9Js9键在轴槽中及轮毂槽中均固定。用于载键在轴槽中及轮毂槽中均固定。用于载荷不大的场合荷不大的场合紧密紧密联接联接P9P9P9P9键在轴槽中和轮毂槽中均牢固地固定，键在轴槽中和轮毂槽中均牢固地固定，主要用于载荷较大、载荷具有冲击性以主要用于载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩的场合及双向传递扭矩的场合10/28/20229三、平键公差带图三、平键公差带图(tolerance zone of flat key)10/28/202210四、键联结的非配合尺寸参数四、键联结的非配合尺寸参数(paramet

7、ers of non-fit size for flat key connection)轴槽深轴槽深t1，轮毂槽深，轮毂槽深t2的公差见表的公差见表键高键高h的公差带采用的公差带采用h11（键为正方型时采用（键为正方型时采用h8）键长键长l，孔槽长，孔槽长L的公差带分别的公差带分别采用采用h14，H14；五、形位公差设计五、形位公差设计(design of geometrical tolerances)轴槽和轮毂槽对轴线的轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差对称度公差取值取值7-97-9级级六、表面粗糙度六、表面粗糙度(surtace roufness)键槽配合表面（侧面）取键槽配合表面（侧面）取R

8、a Ra 为为mm其他非配合面取其他非配合面取RaRa为为10/28/202211七、轴和轮毂的图样标注示例七、轴和轮毂的图样标注示例10/28/2022128.3 矩形花键配合的精度设计矩形花键配合的精度设计(p precise design of recise design of rectangular spline connection)rectangular spline connection)w花键分为花键分为内花键内花键（花键孔）和（花键孔）和外花键外花键（花键轴）（花键轴）w把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件，主要保把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的联结件，主要保证联结件的同心

9、度及传递扭矩证联结件的同心度及传递扭矩w即可以是固定联结，也可以是滑动联结即可以是固定联结，也可以是滑动联结w与键联结相比，与键联结相比，花键联结有联结可靠，强度高，可以花键联结有联结可靠，强度高，可以传递较大的扭矩，且孔、轴定心精度高和导向精度高传递较大的扭矩，且孔、轴定心精度高和导向精度高等优点等优点10/28/202213一、矩形花键的几何参数和定心方式一、矩形花键的几何参数和定心方式(geometrical parameters&types of determining centre)k 矩形花键主要配合尺寸为：矩形花键主要配合尺寸为：大径大径D(外径），小径外径），小径d（内（内径）

10、及键宽径）及键宽Bk矩形花键根据键齿的承载能力分为矩形花键根据键齿的承载能力分为轻、中、重轻、中、重三个系三个系列。列。BDBD内花键内花键外花键外花键采用基孔制配合，减少拉刀的数目采用基孔制配合，减少拉刀的数目10/28/202214k矩形花键的定心方式矩形花键的定心方式A矩形花键国家标准（矩形花键国家标准（GB/T 1144-2001)GB/T 1144-2001)规定，规定，矩形花矩形花键用小径定心键用小径定心F矩形花键小径定心的优点矩形花键小径定心的优点小径较容易保证较高的加工精度和表面硬度小径较容易保证较高的加工精度和表面硬度有利于简化加工工艺，减少成本，小径热处理后便于有利于简化加

11、工工艺，减少成本，小径热处理后便于加工，易于保证表面质量。加工，易于保证表面质量。10/28/202215二、矩形花键的公差与配合二、矩形花键的公差与配合(tolerance&fit)vD，d，B为单一尺寸，查尺寸公差表为单一尺寸，查尺寸公差表 定心尺寸定心尺寸d d 精度要求高精度要求高 其他为非定心尺寸，精度较低其他为非定心尺寸，精度较低v配合制度：配合制度：基孔制基孔制v配合种类：配合种类：一般用途，精密传动一般用途，精密传动10/28/20221610/28/20221710/28/202218三、形位公差设计三、形位公差设计(design of geometrcal toleranc

12、e)内、外花键小径内、外花键小径d d的极限尺寸应遵守的极限尺寸应遵守包容要求包容要求位置度公差（键、槽的等分度、对称度等）按位置度公差（键、槽的等分度、对称度等）按GB/T 1144-2001选取，选取，P172P172表表10/28/20221910/28/202220四、表面粗糙度四、表面粗糙度(surface roughness)表表8-6 8-6 花键表面粗糙度推荐值花键表面粗糙度推荐值(m)(m)加工表面加工表面内花键内花键外花键外花键R Ra a不大于不大于小小 径径0.80.80.80.8大大 径径6.36.33.23.2键键 侧侧3.23.20.80.810/28/20222

13、167H11 EQSE34H106.328H73.20.02M A MA34a11矩形花键的位置度公差标注矩形花键的位置度公差标注0.83.267d10 EQS0.02M A MEA28f710/28/20222267H11 EQSE34H106.3A28H73.2A0.01528h734a110.83.2E67d10 EQSA0.015A矩形花键的对称度公差标注矩形花键的对称度公差标注10/28/202223k 矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花键规格规矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花键规格规定的次序标注，即定的次序标注，即 NdDB 其中其中 N N：键数，：键数，d d：小

14、径，：小径，D D：大径，：大径，B B：键宽：键宽5.矩形花键联接在图纸上的标注矩形花键联接在图纸上的标注(Notation)内花键：内花键：外花键：外花键：花键副：花键副：10/28/202224 小小 结结1 1 平键、半圆键联接的公差与配合平键、半圆键联接的公差与配合 键宽与键槽宽键宽与键槽宽b b是决定配合性质和配合精度的是决定配合性质和配合精度的主要参数主要参数。键联接采用键联接采用基轴制基轴制配合。配合。国标对国标对键宽键宽规定了一种公差带（规定了一种公差带（h8h8），对轴和轮毂的键），对轴和轮毂的键槽宽各规定了槽宽各规定了三种三种公差带。公差带。分别构成三种联接类型，即分别构

15、成三种联接类型，即较松较松、一般一般和和较紧较紧联接。联接。非配合尺寸精度要求较低，公差分别见表非配合尺寸精度要求较低，公差分别见表8-3、表、表8-5。2 矩形花键联接的定心方式及极限与配合矩形花键联接的定心方式及极限与配合 花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中花键有矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形矩形花键应用最广花键应用最广。国标规定了矩形花键联接的。国标规定了矩形花键联接的尺寸系列尺寸系列、定心定心方式方式及及极限与配合极限与配合。10/28/202225 (1）矩形花键联接定心方式）矩形花键联接定心方式 矩形花键有大径矩形花键有大径D D定心、小径定心、小径d d定心

16、、和键（槽）宽定心、和键（槽）宽B B定心三种定心方式，定心三种定心方式，国标规定国标规定矩形花键采用矩形花键采用小径定心小径定心。（2）矩形花键的极限与配合）矩形花键的极限与配合 矩形花键的极限与配合分为矩形花键的极限与配合分为一般用途一般用途和和精密传动精密传动两两种类型种类型,公差带见表公差带见表8-78-7。矩形花键的配合采用矩形花键的配合采用基孔制基孔制，即内花键的，即内花键的D、d、和、和B的基本偏差不变，依靠改变外花键的的基本偏差不变，依靠改变外花键的D、d和和B的的基本偏差，基本偏差，以获得不同松紧的配合。以获得不同松紧的配合。分别构成分别构成三种联接三种联接形式，即形式，即滑

17、动滑动联接、联接、紧滑动紧滑动联接和联接和固定固定联接。联接。配合的选择主要根据配合的选择主要根据定心精度定心精度要求、要求、传递转矩传递转矩的大小的大小以及是否有以及是否有轴向移动轴向移动来选择来选择.10/28/2022263 键槽和花键的形位公差和表面粗糙度键槽和花键的形位公差和表面粗糙度 键槽的形位公差有键槽对轴线的键槽的形位公差有键槽对轴线的对称度对称度,键槽两工作键槽两工作侧面的侧面的平行度平行度 键槽两工作侧面为配合面，其表面粗糙度键槽两工作侧面为配合面，其表面粗糙度Ra值要小于值要小于槽底的表面粗糙度槽底的表面粗糙度RaRa值。值。内、外花键形位公差和表面粗糙度等的规定（或推荐）内、外花键形位公差和表面粗糙度等的规定（或推荐）见本章相关内容。见本章相关内容。4 4 花键的标注花键的标注 矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花键规格规矩形花键的尺寸公差带代号和配合代号按照花键规格规定的次序标注，定的次序标注，即即 NdDB 其中其中 N：键数，键数，d：小径，小径，D：大径，大径，B：键宽键宽10/28/202227